稀土核殼磁性—上轉(zhuǎn)換納米發(fā)光材料及介孔納米催化材料的構(gòu)筑及性能研究.pdf

1、稀土發(fā)光納米材料在光電器件、固態(tài)照明及生物檢測與醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。稀土上轉(zhuǎn)換納米發(fā)光材料由于其發(fā)射譜線窄、熒光壽命長及表面化學(xué)特性多樣等優(yōu)點，可作為一種優(yōu)良的生物熒光標記材料，用于熒光成像、生物示蹤和靶向識別等。同時，將稀土上轉(zhuǎn)換發(fā)光納米材料與磁性功能納米粒子結(jié)合，可構(gòu)筑光、磁雙功能納米材料以實現(xiàn)其光、磁雙功能信號通路和磁回收功能，從而進一步拓展其應(yīng)用。此外，稀土納米催化材料由于其優(yōu)異的催化性能也引起了人們的廣泛關(guān)注，其中稀

2、土氧化鈰納米催化材料由于具有優(yōu)異的氧存儲能力，因而在汽車尾氣催化凈化、質(zhì)子染料膜電池富氫氣氛中CO優(yōu)先氧化和乙醇的水蒸氣重整反應(yīng)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。在稀土氧化鈰納米材料中加入過渡金屬氧化物，可以進一步提升其氧存儲能力，實現(xiàn)其催化性能的優(yōu)化和提升。
　　針對以上研究背景，本文通過設(shè)計合成和結(jié)構(gòu)調(diào)控，構(gòu)筑了結(jié)構(gòu)獨特和性能優(yōu)良的稀土核殼磁性-上轉(zhuǎn)化發(fā)光納米材料(Fe3O4@SiO2@Gd2O3∶Yb，Er)和介孔稀土氧化鈰與過渡金屬氧

3、化鈷復(fù)合納米催化材料(Pt/CeO2-Co3O4)，并對Fe3O4@SiO2@Gd2O3∶Yb，Er的磁性和發(fā)光特性以及Pt/CeO2-Co3O4的催化特性進行了較為系統(tǒng)的研究。
　　論文第一章對稀土納米發(fā)光材料、稀土納米催化材料、稀土磁、光多功能納米材料及氧化鈰基介孔納米催化材料進行系統(tǒng)的綜述，并提出本論文選題的依據(jù)、研究思路和研究內(nèi)容。
　　論文第二章設(shè)計合成了具有核殼結(jié)構(gòu)的稀土核殼磁性-上轉(zhuǎn)化發(fā)光納米材料(Fe3O4@

4、SiO2@Gd2O3∶Yb，Er)，并對其上轉(zhuǎn)化發(fā)光特性和磁學(xué)特性進行了研究。論文首先合成了尺寸均一、分散性好的Fe3O4納米粒子，并以Fe3O4納米粒子為核，在其表面均勻包覆SiO2殼層，之后再包覆一層具有上轉(zhuǎn)化發(fā)光特性的Gd2O3∶Yb，Er納米殼層，從而構(gòu)筑了具有優(yōu)異上轉(zhuǎn)化發(fā)光和磁性的稀土核殼Fe3O4@SiO2@Gd2O3∶Yb，Er納米材料。發(fā)光特性研究表明，所得稀土光、磁雙功能上轉(zhuǎn)化發(fā)光納米材料在662nm處具有特征的紅色可

5、見光，通過改變中間SiO2層的厚度，可以實現(xiàn)對其上轉(zhuǎn)化發(fā)光特性的調(diào)諧。磁性測量表明，該稀土雙功能Fe3O4@SiO2@Gd2O3∶Yb，Er納米材料具有優(yōu)異的磁性，可以利用外加磁鐵實現(xiàn)其磁分離和回收。
　　論文第三章采用硬模板法，以介孔硅材料(KIT-6)為模板，設(shè)計構(gòu)筑了系列基于稀土氧化鈰和過渡金屬氧化鈷復(fù)合物的介孔納米催化材料，并在其表面負載貴金屬Pt納米粒子，制備獲得了具有介孔結(jié)構(gòu)的Pt/CeO2-Co3O4的納米催化材料。

6、該介孔Pt/CeO2-Co3O4納米催化材料具有有序的介孔結(jié)構(gòu)，較大的比表面積、Pt納米粒子粒徑較小且均勻分布于CeO2-Co3O4載體表面。由于其獨特的結(jié)構(gòu)特性，該類介孔Pt/CeO2-Co3O4納米催化材料對富氫氣氛中CO優(yōu)先氧化反應(yīng)具有較為優(yōu)異的催化性能，且通過改變載體組分、貴金屬負載量、貴金屬負載方法可對介孔Pt/CeO2-Co3O4納米催化材料的催化性能進行了一定程度的調(diào)控。當貴金屬Pt納米粒子理論負載量為3wt.％時，CeO